Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Untersuchungen der Federstruktur von Entenvögeln nach Kontamination mit veschiedenen Ölqualitäten und Reinigung ("Waschung") zur Beurteilung möglicher Gefiederschädigungen im Hinblick auf die Etablierung einer Triage

Schicke, Sandra

Breast feathers from Common Eiders (Somateria mollissima) and Mallards (Anas platyrhynchos) were contaminated at two different time intervals (24 hours and two weeks) comparatively with four different grades of oil (Light Crude Oil, Middle-Weight Crude Oil, Marine Diesel Oil, Heavy Fuel Oil).  Besides the oil contamination, a sand contamination was performed in single feathers. After the cleaning process the feathers were examined microscopically, additionally measurements of the Critical Penetration Pressure and of the water absorption after water contact for 24 hours were performed to analyse damages in structure and function. The results showed no clear relation between the oil grade and the extent of feather damage. Both, the Critical Penetration Pressure and the water absorption disclosed no statistically relevant differences. Sporadically occurring damages in feather structure were seen in all four oil groups but without any plausible significances. Differences between the one-day exposure period and the 14-days exposure period were observed only in isolated cases. In comparison to short-term contamination, feathers of the Common Eider showed a significant increase of barbule breakings following long-term contamination with Marine Diesel Oil or Middle-Weight Crude Oil, which were not found in Mallard feathers contaminated with the same oil grades. After long-term contamination with Middle-Weight Crude Oil or Heavy Fuel Oil Mallard feathers had better results in water-repellancy compared to the one-day exposure period. In the Middle-Weight Crude Oil group, feathers of the Common Eider also revealed high levels of the CPP after long-term exposure as well as low water absorption in case of the Heavy Fuel Oil. In contrast, the subjective evaluation indicated worse results after long-term oiling seen in both species. A definite correlation between results and exposure period could not be demonstrated. In Common Eiders, the significant increase of barbule breakings following short-term contamination with Light Crude Oil or long-term contamination with Marine Diesel Oil or Middle-Weight Crude Oil had no effect on the water resistance of the feathers. Feathers of Common Eiders which were contaminated with Middle-Weight Crude Oil even showed better results in measurement of the Critical Penetration Pressure.   Function tests and the structure analysis showed significant differences between Common Eiders and Mallards in both oil contaminated and non-oil contaminated feathers.  While both species did not differ in the results of the water absorption measured by means of weight increase (Common Eider = 69.89 ± 19.85%, Mallard = 71.29 ± 25.40%) higher levels of the CPP were seen in Mallard feathers (2551.68 ± 2.12 N/m²) compared to feathers of the Common Eider (2166.28 ± 239.28 N/m²). This species dependent significance was not influenced by the type of treatment or the grade of oil, and can be interpreted as a structural adaption to different habitats. Compared with Mallard feathers, in Common Eider feathers an added percental increase of the barbule amalgamation index appeared (Common Eider = 6.81 ± 2.31%, Mallard = 2.36 ± 1.51%), whereas the difference between both species was less incisive in the control groups (Common Eider = 5.88 ± 0.00%, Mallard = 3.59 ± 1.22%). Furthermore, in the quantity of barbule breaks, feathers of the Common Eider (0.55 ± 0.86 barbule breaks per field of view) differed from the Mallard (0.21 ± 0.14 barbule breaks per field of view), which offered comparably less damage.  Thus it seems that feathers of the Common Eider are more susceptible to structure loss after oiling and cleaning. Noticeable for both species of birds was the divergence between detectable structure damages and an apparently undisturbed water resistance of single feathers. The results do not support the hypothesis of a sandpaper-effect caused by combined oil and sand contamination; no further mechanical damage of the feather structure could be demonstrated. Although feathers of oil groups 3 (Marine Diesel Oil) and 4 (Heavy Fuel Oil) showed an increase of water absorption, significant differences towards other groups were seen only sporadically. In cases of the subjective evaluation and microscopic analysis no statistically significant difference emerged towards other test groups. When compared, both cleaned and non-cleaned control feathers showed no significant differences in structure or in water repellency although the highly viscous Heavy Fuel Oil could not fully be washed out. To the contrary, the cleaning success was excellent concerning the crude oils and the Marine Diesel Oil. Heavy Fuel Oil, however, was not completely removable, whereby the exposure period length or the bird species did not influence the extent of the residues of this oil type left in the feathers. Furthermore, the residues had no effect on the results of the microscopic observations or the functional tests of the feathers. The results of this study show that after oil contamination and subsequent cleaning of single feathers, damages in feather structure and in case of highly viscous oils not removable residues must be expected. Especially the higher extent of structure damages in the Common Eider feathers may be relevant for the prognosis of successful rehabilitation of oil contaminated birds. Additional research is required to analyse the effects of structure loss and oil residues to long-term water resistance of the whole plumage, because a study of single feathers cannot rule out a possible influence of the three-dimensional feather architecture formed in duck bodies, for instance by the lack of barbule locking in overlapping feather layers. Furthermore, the effects of different qualities of oil and sand must be reviewed. The method of Critical Penetration Pressure measurement used in this study was able to identify statistically valid differences between both species studied, but the applicability of the method in triage procedures as an indicator of a deficient feather function in cleaned ducks could not be proven.

Brustfedern von Eiderenten (Somateria mollissima) und Stockenten (Anas platyrhynchos)  wurden über einen Zeitraum von 24 Stunden bzw. zwei Wochen vergleichend mit vier verschiedenen Ölqualitäten (Leichtes Rohöl, Mittelschweres Rohöl, Marinediesel, Schweröl/HFO) kontaminiert.  Neben der Verölung erfolgte bei einzelnen Federn eine zusätzliche Sandkontamination. Nach anschließender Reinigung wurden die Federn mikroskopisch sowie mittels Messung des Penetrationsdruckes und der Wasserabsorption nach 24-stündigem Wasserkontakt auf mögliche Struktur- und Funktionsverluste untersucht. Die Ergebnisse zeigten keinen eindeutigen Zusammenhang zwischen der Ölqualität und dem Ausmaß der Gefiederschäden. Sowohl bei der Penetrationsdruckmessung als auch bei der Wasserabsorption ergaben sich keine statistisch relevanten Unterschiede. Vereinzelte Strukturschäden traten in allen vier Ölgruppen auf, besaßen jedoch keine plausiblen Signifikanzen. Unterschiede zwischen der eintägigen und der vierzehntägigen Kontaminationsdauer konnten nur vereinzelt beobachtet werden. Eiderentenfedern, die über 14 Tage mit Mittelschwerem Rohöl oder Marinediesel kontaminiert waren, zeigten gegenüber Federn, die nach eintägiger Verölung gereinigt wurden, eine signifikant erhöhte Anzahl an Strahlenbrüchen, welche bei den Stockentenfedern der genannten Versuchsgruppe nicht zu beobachten waren. Stockentenfedern wiesen nach einer Langzeitkontamination mit Mittelschwerem Rohöl oder Schweröl gegenüber der kurzzeitigen Verölung signifikant bessere Ergebnisse in der Wasserfestigkeit auf. Auch Eiderentenfedern  zeigten nach 14-tägiger Verölung mit Mittelschwerem Rohöl hohe Werte in der Penetrationsdruckmessung oder offenbarten im Falle des Schweröls eine signifikant geringe Wasserabsorption. Bei der subjektiven Evaluierung dagegen ergab sich für langzeitig verölte Federn beider Tierarten gegenüber den anderen Behandlungsgruppen eine signifikant schlechtere Bewertung. Eine konkrete Abhängigkeit der Ergebnisse von der Kontaminationsdauer konnte nicht hergeleitet werden. Statistisch relevante Unterschiede zwischen den beiden Tierarten traten unabhängig von der Verölung sowohl bei den Federfunktionstests als auch bei der Analyse der Federstruktur hervor. Während sich die beiden Spezies bezüglich der Wasserabsorption, gemessen an der prozentualen Gewichtszunahme nach Wasserkontakt, in den Gesamtmittelwerten nicht voneinander unterschieden (Eiderente = 69,89 ± 19,85%, Stockente = 71,29 ± 25,40%), zeigten Stockentenfedern (2551,68 ± 2,12 N/m²) gegenüber Eiderentenfedern (2166,28 ± 239,28 N/m²) signifikant hohe Werte bei der Penetrationsdruckmessung. Diese speziesabhängige Signifikanz blieb unbeeinflusst von der Behandlungsart oder Ölqualität und kann als morphologische Anpassung an verschiedene Lebensräume interpretiert werden. Im Vergleich zu Stockentenfedern offenbarten Eiderentenfedern nach der Behandlung in allen Versuchsgruppen eine erhöhte prozentuale Zunahme der Strahlenverklebungen (Eiderentenfedern = 6,81 ± 2,31%, Stockentenfedern = 2,36 ± 1,51%), wobei der Unterschied zwischen den beiden Tierarten innerhalb der Kontrollgruppen schwächer ausgeprägt war (Eiderentenfedern = 5,88 ± 0,00%, Stockentenfedern = 3,59 ± 1,22%). Ferner unterschieden sich  Eiderentenfedern mit durchschnittlich 0,55 ± 0,86 Strahlenbrüchen pro Gesichtsfeld von Stockentenfedern, die mit einem Gesamtgruppenmittelwert von 0,21 ± 0,14 Strahlenbrüchen pro Gesichtsfeld eine vergleichbar geringe Schädigung aufwiesen. Eiderentenfedern scheinen damit, im Vergleich zu Stockentenfedern, empfänglicher für Strukturverluste nach Verölung und Reinigung zu sein. Auffallend bei beiden Tierarten war die Divergenz zwischen den nachgewiesenen Strukturschäden und einer anscheinend ungestörten Wasserfestigkeit der Einzelfedern. Der erwartete Schmirgeleffekt durch eine kombinierte Öl-Sand-Kontamination blieb aus. Eine zusätzliche mechanische Schädigung der Federstruktur war nicht nachweisbar. Im Falle der Ölgruppen 3 (Marine Diesel) und 4 (Schweröl) zeigten Federn nach Sandkontakt zwar eine signifikant erhöhte Wasseraufnahme, allerdings ließ sich diese nur gegenüber einzelnen Versuchsgruppen darstellen. Bei der subjektiven Bewertung sowie der mikroskopischen Analyse stellten sich keine statistisch relevanten Unterschiede gegenüber anderen Behandlungsgruppen dar. Der Vergleich zwischen gewaschenen und nicht gewaschenen Kontrollfedern erbrachte keine signifikanten Unterschiede in Struktur oder Wasserfestigkeit, obwohl das hochvisköse Schweröl nicht vollständig auszuwaschen war. Der Reinigungserfolg konnte dagegen im Falle der beiden Rohöle sowie des Marinediesels als sehr gut bewertet werden. Die nicht auswaschbaren Schwerölrückstände waren unabhängig von der Kontaminationsdauer oder der Tierart, sie hatten jedoch keinen messbaren Einfluss auf die Ergebnisse der mikroskopischen Untersuchungen oder der Federfunktionstests.    Die vorliegenden Ergebnisse zeigen, dass nach der Verölung und anschließenden Reinigung von Einzelfedern grundsätzlich mit Schäden an den Federstrukturen und, im Falle hochvisköser Öle, mit nicht auswaschbaren Ölresten zu rechnen ist. Vor allem das im Falle der Eiderentenfedern erhöhte Ausmaß an Strukturschäden könnte eine Bedeutung für die Prognose der Ölvogelrehabilitation haben. Weiterer Forschungsbedarf besteht daher hinsichtlich der Wirkung dieser Strukturverluste und Verschmutzungen auf die langfristige Wasserfestigkeit des Gesamtgefieders, da durch die Untersuchungen an Einzelfedern nicht ausgeschlossen werden kann, dass in der dreidimensionalen Architektur der Federn am Entenkörper doch ein Einfluss, beispielsweise durch eine fehlende Verhakung der übereinander liegenden Federschichten, besteht. Ferner ist die Wirkung anderer Öl- und Sandqualitäten zu prüfen. Mit der hier eingesetzten Methode zur Penetrationsdruckmessung konnten tierartspezifische Unterschiede der Messergebnisse an Einzelfedern zwar statistisch gesichert erfasst werden, die Anwendbarkeit der Methode als Indikator für eine gestörte Federfunktion für gewaschene Enten im Sinne der Triage konnte allerdings nicht bewiesen werden.

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Zitierform:

Schicke, Sandra: Untersuchungen der Federstruktur von Entenvögeln nach Kontamination mit veschiedenen Ölqualitäten und Reinigung ("Waschung") zur Beurteilung möglicher Gefiederschädigungen im Hinblick auf die Etablierung einer Triage. Hannover 2012. Tierärztliche Hochschule.

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